DE1237688B

DE1237688B - Relay with a contact arrangement hermetically sealed in a housing

Info

Publication number: DE1237688B
Application number: DEST22112A
Authority: DE
Inventors: Christopher Henry Foulkes
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1963-05-13
Filing date: 1964-05-12
Publication date: 1967-03-30
Also published as: DE1439536C2; FR91238E; CH452021A; DE1439536B1; CH434470A; US3331040A; BE677606A; DE1257971C2; DE1564189B2; DE1257971B; GB1099081A; SE324407B; BE647843A; NL6405338A; CH444311A; BE653538A; NL6410458A; NL152110B; SE338618B; DE1564189A1

Description

DEUTSCHES WTWW^ PATENTAMTGERMAN WTWW ^ PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

DeutscheKl.: 21g-4/01German class: 21g-4/01

Nummer: 1237 688Number: 1237 688

Aktenzeichen: St 22112 VIII c/21 gFile number: St 22112 VIII c / 21 g

1 237 688 Anmeldetag: 12.Mail964 1 237 688 filing date: 12th Mail964

Auslegetag: 30. März 1967Open date: March 30, 1967

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einer in einem Gehäuse hermetisch abgeschlossenen Kontaktanordnung, bei dem sowohl die Kontaktanordnung als auch die Erregerspule(n) jeweils in abgeschlossenen, magnetisch miteinander gekoppelten Räumen untergebracht sind.The invention relates to a relay with a contact arrangement hermetically sealed in a housing, in which both the contact arrangement and the excitation coil (s) are each in closed, magnetic coupled rooms are housed.

Durch die deutsche Patentschrift 1117 759 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt mit mehreren, schichtartig übereinander angeordneten Eisenkreisen, die einen Flußbügel, einen Kernbügel und einen Anker aufweisen, der mit seinem freien Ende in einem von den erwähnten Bügeln gebildeten Luftspalt liegt, wobei Teile des Eisenkreises in der Weise als elektrische Leiter dienen, daß ein am Anker angebrachter Kontakt mit einem weiteren, vorzugsweise mit dem Kernbügel verbundenen Kontakt zusammenarbeitet. Die den Kontakt und den Gegenkontakt bildenden _ Teile sind in einem Schutzgehäuse aus Keramik eingelegt, das aus zwei Teilen besteht, die nach Einlegen der Kontaktteile hermetisch verschlossen werden. Die Spule zur Betätigung der in den Keramikteilen eingeschlossenen Kontaktteile umschließt die T-förmig ausgebildeten Keramikteile, und es entsteht dadurch der Nachteil, daß bei magnetisch schlechter Ankopplung für die Spule durch Erhöhung der mittleren Windungslänge viel Kupfer benötigt wird.By the German patent specification 1117 759 an electromagnetic relay is known with several, Layered iron circles arranged one above the other, which have a river bow, a core bow and a Have armature which lies with its free end in an air gap formed by the above-mentioned brackets, parts of the iron circle serving as an electrical conductor in such a way that one attached to the armature Contact cooperates with a further, preferably connected to the core bracket contact. The _ parts forming the contact and the mating contact are placed in a protective ceramic housing, which consists of two parts, which are hermetically sealed after inserting the contact parts. The coil for actuating the contact parts enclosed in the ceramic parts encloses the T-shaped ceramic parts, and this results in the disadvantage that in magnetically worse Coupling for the coil by increasing the mean turn length a lot of copper is required.

In der Relaistechnik sind ferner Anordnungen bekannt, bei denen sowohl die Erregerspule als auch das Kontaktsystem jeweils in abgeschlossenen, miteinander magnetisch gekoppelten Räumen untergebracht sind. So zeigt die USA.-Patentschrift 3 048 678 ein magnetisches Relais, bei dem ein kipp- oder schwenkbeweglicher Anker gegen Kerne elektromagnetischer Spulen angezogen wird und dabei feste Kontakte betätigt bzw. überbrückt. Dieses Relais ist jedoch sehr kompliziert aufgebaut und weist eine verhältnismäßig große Ankermasse auf.In relay technology, arrangements are also known in which both the excitation coil and the Contact system housed in closed, magnetically coupled rooms are. For example, US Pat. No. 3,048,678 shows a magnetic relay in which a tiltable or pivotable Armature is attracted to the cores of electromagnetic coils, thereby actuating fixed contacts or bridged. However, this relay is very complex and has a relatively large anchor mass.

Weiterhin ist durch die USA.-Patentschrift 2 912 539 ein Vakuumrelais bekannt, das einen kippbeweglichen Anker aufweist, der gegen den Kern einer elektromagnetischen Spule angezogen wird und dabei mittelbar gesondert angeordnete Kontakte betätigt. Auch dieses Relais zeigt, bedingt durch seine Größenordnung und den Verwendungszweck für hochfrequente Spannungen und Ströme, einen verhältnismäßig kornplizierten Aufbau.Furthermore, from US Pat. No. 2,912,539, a vacuum relay is known which has a tilting motion Has armature which is attracted against the core of an electromagnetic coil and thereby indirectly separately arranged contacts operated. This relay also shows, due to its size and the intended use for high-frequency voltages and currents, a relatively complex one Construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Ausführungen von Relais zu vermeiden. Ausgehend davon, daß für das Schutzgehäuse ein Keramikkörper verwendet wird, dessen Oberflächen glasiert und gegebenenfalls mit einer metallischen Schicht überzogen sind, durch die es erRelais mit einer in einem Gehäuse hermetisch
abgeschlossenen KontaktanordnungThe invention is based on the object of avoiding the disadvantages of the known embodiments of relays. Assuming that a ceramic body is used for the protective housing, the surfaces of which are glazed and optionally coated with a metallic layer, by means of which it is hermetically sealed with a relay in a housing
completed contact arrangement

Anmelder:Applicant:

International Standard Electric Corporation,
New York, N.Y. (V. St. A.)International Standard Electric Corporation,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70Dipl.-Ing. H. Ciaessen, patent attorney,
Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Christopher Henry Foulkes,Christopher Henry Foulkes,

Paignton, South Devon (Großbritannien)Paignton, South Devon (UK)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 13. Mai 1963 (18 874)Great Britain May 13, 1963 (18 874)

möglicht wird, die Keramikteile und die innerhalb des Schutzgehäuses angeordneten ferromagnetischen Teile zu einer kompakten Einheit zu verbinden, wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die Kontaktanordnung zusammensetzt aus einer ringförmigen Kontaktlamelle, in deren Innenraum eine als Anker wirkende Kontaktzunge hineinragt und deren äußerer Umfang eine Lötanschlußfahne aufweist, und Gegenkontaktstiften aus ferromagnetischem Material, die gleichzeitig die Kerne der Erregerspulen darstellen, sowie einem Schutzgehäuse aus Keramikmaterial, wobei die kontaktgebenden Teile mit den Gehäuseteilen so verbunden sind, daß die Kontaktanordnung nach dem Zusammenbau innerhalb des Schutzgehäuses hermetisch abgeschlossen ist. Gemäß einer Ausbildung der Erfindung bestehen die Teile der Schutzgehäuse aus Keramikmaterial, das zur Führung des magnetischen Flusses mit magnetisch leitenden bzw. magnetisierbaren Teilchen durchsetzt ist.is made possible, the ceramic parts and the ferromagnetic parts arranged within the protective housing to connect to a compact unit, the object set is achieved according to the invention in that that the contact arrangement is composed of an annular contact blade in the interior thereof a contact tongue acting as an anchor protrudes and the outer circumference of which is a soldering terminal lug has, and mating contact pins made of ferromagnetic material, which are also the cores of the Represent excitation coils, as well as a protective housing made of ceramic material, the contact-making Parts are connected to the housing parts so that the contact arrangement after assembly within the protective housing is hermetically sealed. According to one embodiment of the invention exist the parts of the protective housing made of ceramic material, which is used to guide the magnetic flux with magnetically conductive or magnetizable particles is penetrated.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Schutzgehäuse mit einem oxvdfreien Gas gefüllt. According to a further embodiment of the invention, the protective housing is filled with an oxide-free gas.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden bei Verwendung von Keramikscheiben als Gehäuseabschluß auf die Kontaktlamelle Zwischenringe aufgesetzt. Die Zwischenringe bestehen aus keramischem oder aus ferromagnetischem Material.According to a further embodiment of the invention, when using ceramic disks as Housing closure placed on the contact lamella intermediate rings. The intermediate rings are made of ceramic or made of ferromagnetic material.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Kontaktlamelle auf ihrem zwischen den Keramik-According to a further embodiment of the invention, the contact blade is on its between the ceramic

70S 547/30170S 547/301

teilen liegenden Umfang mit punktförmigen Sicken oder mit einer durchgehenden Sickennut versehen.share the lying circumference with punctiform beads or with a continuous bead groove.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind ein oder beide Gehäuseabschlußteile aus einem Keramik-Magnet-Material hergestellt und so polarisiert, daß der eine Pol sich im Zentrum und der andere Pol sich am äußeren Rand der Gehäuseteile abbildet.According to a further embodiment of the invention, one or both housing closure parts are made of one Ceramic magnet material made and polarized so that one pole is in the center and the other Pol is depicted on the outer edge of the housing parts.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dienen die aus dem Schutzgehäuse herausragenden Enden der Kontaktstifte als Kerne für die Spule, und diese Kerne sind im Inneren der Spule mit dem Gehäuseteil großflächig magnetisch angekoppelt.According to a further embodiment of the invention, the protruding from the protective housing are used Ends of the contact pins as cores for the coil, and these cores are inside the coil with the housing part Magnetically coupled over a large area.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind mehrere Kontaktanordnungen innerhalb eines U-förmigen Joches mit Schenkeln und einer Spule zu einem Vielkontaktrelais zusammengefaßt.According to a further embodiment of the invention, several contact arrangements are within one U-shaped yoke with legs and a coil combined to form a multi-contact relay.

Durch die Ausbildung eines Relais nach der Erfindung ergeben sich verschiedene Vorteile. Dadurch, daß die Spule in einem Raum für sich untergebracht ist, kann diese je nach Wunsch entweder staubdicht oder auch hermetisch gekapselt sein. Die eine Seite der Kontaktanordnung wird gleichzeitig als Gehäuseabschluß für den Spulenraum benutzt.The formation of a relay according to the invention results in various advantages. Through this, that the coil is housed in a room by itself, this can either be dust-tight, depending on your requirements or also be hermetically sealed. One side of the contact arrangement is also used as the housing termination used for the bobbin room.

Dadurch, daß das Keramikmaterial z. B. für das Spulengehäuse mit magnetisch IeitendenTeilen durchsetzt ist, entsteht bei besserer Raumausnutzung eine günstigere magnetische Ankopplung.In that the ceramic material z. B. for the coil housing interspersed with magnetically conductive parts is, there is a more favorable magnetic coupling with better space utilization.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß als ein Gehäuseteil ein Material verwendet wird, das aus einem Keramik-Magnet-Material besteht, das mit magnetisierbaren Teilchen durchsetzt ist. Mit Hilfe dieses Materials kann man in der Kontaktanordnung Haft- oder Ruhekontakte herstellen. Es ist auch denkbar, statt eines permanentmagnetischen Materials an dieser Stelle ein leicht ummagnetisierbares Material zu verwenden.Another advantage arises from the fact that a material is used as a housing part, which is made of consists of a ceramic magnet material, which is interspersed with magnetizable particles. With help this material can be used in the contact arrangement to produce adhesive or normally closed contacts. It is also conceivable Instead of a permanent magnetic material, an easily reversible material is used at this point to use.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigtThe invention is described with reference to drawings. In the drawings shows

F i g. 1 eine mit einem Schutzgehäuse angeordnete Kontakteinheit in perspektivischer Ansicht,F i g. 1 a contact unit arranged with a protective housing in a perspective view,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine einzelne Kontaktlamelle der Kontakteinheit nach F i g. 1,FIG. 2 shows a plan view of a single contact blade of the contact unit according to FIG. 1,

Fig. 3 die Kontakteinheit nach Fig. 1, von der Seite her gesehen und geschnitten dargestellt,3 shows the contact unit according to FIG. 1, seen from the side and shown in section,

Fig.4 ein Relais mit einer Weiterbildung einer Kontakteinheit nach F i g. 1, von der Seite her gesehen und geschnitten dargestellt,4 shows a relay with a further development of a contact unit according to FIG. 1, seen from the side and shown cut,

F i g. 5 eine weitere Ausführung eines Relais mit einer Kontakteinheit nach F i g. 1, von der Seite her gesehen und geschnitten dargestellt, undF i g. 5 shows a further embodiment of a relay with a contact unit according to FIG. 1, from the side seen and shown cut, and

F i g. 6 eine Möglichkeit, mehrere Kontakteinheiten nach F i g. 1 innerhalb eines Relais anzuordnen.F i g. 6 one possibility of using several contact units according to FIG. 1 to be arranged within a relay.

In F i g. 1 ist mit 1 eine kreisförmig ausgebildete Kontaktlamelle bezeichnet, die, wie aus F i g. 2 hervorgeht, eine in den Innenkreis hineinweisende Kontaktzunge 2 und eine von der Außenseite des Kreises wegweisende Zunge 3 aufweist. Diese Kontaktlamelle 1 besteht aus einem ferromagnetischen Material, z. B. aus einer Nickel-Kobalt-Eisen-Legierung, die geeignet ist, sich mit entsprechend vorbehandelten Keramikteilen zu verbinden. In den meisten Fällen weist die runde Lamelle 1 eine kreisförmige Form auf, aber diese Form ist nicht zwingend notwendig. Wichtig ist bei der Lamelle die in den Innenkreis weisende Zunge 2, die das bewegliche Kontaktglied der Anordnung darstellt und eine der Form der Keramikkapseln 4 und 5 angepaßte umlaufende Form des Randes, mit dessen Hilfe die beiden Keramikkapseln 4 und 5 In Fig. 1, 1 denotes a circular contact blade which, as shown in FIG. 2 shows a contact tongue 2 pointing into the inner circle and a tongue 3 pointing away from the outside of the circle. This contact blade 1 consists of a ferromagnetic material, for. B. made of a nickel-cobalt-iron alloy, which is suitable for connecting with appropriately pretreated ceramic parts. In most cases, the round sipe 1 has a circular shape, but this shape is not absolutely necessary. What is important for the lamella is the tongue 2 pointing into the inner circle, which represents the movable contact member of the arrangement, and a circumferential shape of the edge that is adapted to the shape of the ceramic capsules 4 and 5 , with the aid of which the two ceramic capsules 4 and 5

zu einem dicht abgeschlossenen Gehäuse verbunden werden. An die Lamelle 1 wird im gleichen Arbeitsgang eine Lötöse 3 vorgesehen, die aus dem Schutzgehäuse hervorsteht, wenn die Lamelle 1 zwischen beiden Kapseln 4 und 5 fest angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, ist die Lamelle 1 zwischen zwei Keramikkappen 4 und 5 so befestigt, z. B. verlötet, daß innerhalb der beiden Kappen 4 und 5 ein hermetisch abgeschlossener Raum entsteht. Wie aus F i g. 1, 3 und 4 hervorgeht, ist je nach Ausbildung des Kontaktes die Möglichkeit gegeben, einen oder zwei Gegenkontakte zu der im Inneren des Schutzgehäuses befindlichen Kontaktzunge 2 der Lamelle 1 zu schaffen. Zu diesem Zweck werden entweder nur in der Mitte der einen Kapselhälfte ein Stift 6 oder in der Mitte beider Kapselhälften zwei Stifte 6 so angeordnet, daß die Stifte 6 mit ihren kontaktgebenden Teilen in einem gewissen Abstand von der Zunge 2 der Lamelle 1 auf einer oder auf beiden Seiten sich innerhalb des Schutzgehäuses befinden.be connected to a tightly sealed housing. In the same operation, a soldering lug 3 is provided on the lamella 1 which protrudes from the protective housing when the lamella 1 is firmly arranged between the two capsules 4 and 5. As already described, the lamella 1 is attached between two ceramic caps 4 and 5 , for. B. soldered that a hermetically sealed space is created within the two caps 4 and 5. As shown in FIG. 1, 3 and 4, it is possible, depending on the design of the contact, to create one or two mating contacts to the contact tongue 2 of the lamella 1 located inside the protective housing. For this purpose, either only in the middle of one capsule half a pin 6 or in the middle of both capsule halves two pins 6 are arranged so that the pins 6 with their contacting parts at a certain distance from the tongue 2 of the lamella 1 on or on both sides are inside the protective housing.

Der Rest des Stiftes 6 steht aus dem Schutzgehäuse hervor und dient zu Anschlußzwecken.The rest of the pin 6 protrudes from the protective housing and is used for connection purposes.

Der oder die Stifte 6 sind aus einer ähnlichen ferromagnetischen Legierung hergestellt wie die Lamelle 1 und werden an den Einführungsstellen in das Schutzgehäuse rings um ihren Umfang mit den entsprechend vorbehandelten Keramikteilen, z. B. durch Verlöten, abgedichtet. Beim Anlegen eines magnetischen Feldes wird die bewegliche Kontaktzunge 2 der Lamelle 1 im Beispiel nach F i g. 3 in Richtung auf den kontaktgebenden Teil des in der Kapsel 5 angebrachten Stiftes 6 angezogen, wodurch mit dem innerhalb des Schutzgehäuses angeordneten Teil des Stiftes 6 ein Kontakt hergestellt wird.
In F i g. 3 ist die Kappe 4 beispielsweise als ein einfaches Scheibenteil gezeigt, während die Kappe 5 die Form eines Napfes aufweist, dessen innerer Boden einen bestimmten Abstand von der beweglichen Kontaktzunge 2 der Lamelle 1 hat. In der Praxis kann man nun, um die Anzahl der voneinander unterschiedlichen Teile zu verringern, wie z. B. in F i g. 1 gezeigt, die Kapseln 4 und 5 als in den Abmaßen gleiche Teile ausbilden. Diese Keramikkappen 4 und 5 stellen dann entweder beide eine Art Scheibe oder beide einen Napf dar. Der in das Schutzgehäuse hineinragende Teil eines Stiftes 6 ist so bemessen, daß er nach der hermetischen Verschließung der beiden Kapselhälften einen bestimmten Kontaktluftspalt zu der beweglichen Zunge 2 der Kontaktlamelle 1 bildet Das hermetische Verschließen des Schutzgehäuses kann nach einer der üblichen Metall-Keramik-Verbindungstechniken erfolgen, und nach den üblichen Brenn- oder Erhitzungs- und Entgasungsprozessen wird die Anordnung in geeigneter Weise mit einer inerten Gasatmosphäre, z. B. Nitrogen, gefüllt.The pin or pins 6 are made of a similar ferromagnetic alloy as the lamella 1 and are at the points of introduction into the protective housing around its circumference with the appropriately pretreated ceramic parts, for. B. by soldering, sealed. When a magnetic field is applied, the movable contact tongue 2 of the lamella 1 in the example according to FIG. 3 tightened in the direction of the contact-making portion of the mounted in the capsule 5 pin 6, thereby producing a contact with the 6 disposed within the protective housing part of the pin.
In Fig. 3, the cap 4 is shown, for example, as a simple disk part, while the cap 5 has the shape of a cup, the inner bottom of which is at a certain distance from the movable contact tongue 2 of the lamella 1 . In practice, you can now to reduce the number of different parts, such as. B. in Fig. 1, the capsules 4 and 5 form as parts of the same size. These ceramic caps 4 and 5 then represent either both a type of disk or both a cup. The part of a pin 6 protruding into the protective housing is dimensioned so that, after the two capsule halves have been hermetically sealed, it creates a certain contact air gap with the movable tongue 2 of the contact blade 1 forms The hermetic sealing of the protective housing can take place according to one of the usual metal-ceramic connection techniques, and after the usual burning or heating and degassing processes, the arrangement is suitably treated with an inert gas atmosphere, e.g. B. Nitrogen filled.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um die nötige Freiheit zur Bewegung der Zunge 2 zu erreichen. In der Anordnung nach F i g. 3 ist, wie bereits beschrieben, die Kappe 5 als Napf ausgeführt. An Stelle der napf artigen Kappe 5 kann aber genausogut eine flache keramische Scheibe in Verbindung mit einer Abstandsscheibe verwendet werden. Bei dieser Ausführung ist die Abstandsscheibe ebenfalls aus Keramikmaterial ausgeführt und auf der einen Seite mit der Scheibe und auf der anderen Seite mit der Kappe verbunden, oder der Zwischenring ist aus Metall angefertigt. Bei den meisten Anwendungsfällen ist nur eine kleine Bewegung der Zunge 2 erforderlich, umThere are various ways of achieving the necessary freedom to move the tongue 2. In the arrangement according to FIG. 3, as already described, the cap 5 is designed as a cup. Instead of the cup-like cap 5 , however, a flat ceramic disk in conjunction with a spacer disk can just as well be used. In this embodiment, the spacer washer is also made of ceramic material and is connected to the washer on one side and to the cap on the other, or the intermediate ring is made of metal. In most applications, only a small movement of the tongue 2 is required to

eine Kontaktgabe zu erreichen. Es kann auch die Stärke der runden Lamelle an ihrem Umfang durch Auflegen einer Metallabstandsscheibe verstärkt werden, um eine gewisse Freiheit zur Bewegung der Zunge 2 zu erhalten, oder es sind, wie in F i g. 2 dargestellt, auf dem kreisrunden Umfang der Lamelle 1 Warzen 7 eingedrückt, die so weit von der normalen Oberfläche der Lamelle vorstehen, daß ein bestimmter Luftspalt zwischen der Zunge 2 und dem kontaktgebenden Ende des Stiftes 6 im zusammengebauten Zustand erzielt wird. Die zwischen den Warzen 7 frei bleibenden Räume werden beim Verbinden zwischen der Metallamelle und dem Keramikgehäuse bzw. der Keramikscheibe während des hermetischen Verschließens mit einer Füllmasse ausgefüllt. Es ist auch denkbar, statt der einzelnen Warzen 7 zum Zwecke der Erzielung eines bestimmten Abstandes eine kreisrunde Sicke in den Umfang der Lamelle 1 zu drücken.to reach a contact. The strength of the round lamella on its circumference can also be increased by placing a metal spacer washer in order to obtain a certain freedom for the movement of the tongue 2 , or, as in FIG. 2 shown, pressed on the circular circumference of the lamella 1 lugs 7 , which protrude so far from the normal surface of the lamella that a certain air gap between the tongue 2 and the contact end of the pin 6 is achieved in the assembled state. The spaces that remain free between the lugs 7 are filled with a filling compound during the connection between the metal lamella and the ceramic housing or the ceramic disc during the hermetic sealing. It is also conceivable, instead of the individual warts 7, to press a circular bead into the circumference of the lamella 1 in order to achieve a certain distance.

Die Lamelle 1 weist einen sehr kleinen Durchmesser auf, so daß die zu beiden Seiten der Lamelle 1 angeordneten Kappen oder Scheiben 4 und 5 eine gute Ansatzfläche bilden, um ein magnetisches Joch anzubringen, so daß die bisher beschriebene Kontakteinheit in Verbindung mit Joch oder Flußleitblechen und einer Spule zu einem kompletten Relais zusammengestellt werden kann.The lamella 1 has a very small diameter, so that the caps or disks 4 and 5 arranged on both sides of the lamella 1 form a good attachment surface to attach a magnetic yoke, so that the contact unit described so far in connection with yoke or flux guide plates and a coil can be put together to form a complete relay.

Die in F i g. 3 gezeigte Kontakteinheit bildet einen Arbeitskontakt. Will man einen Ruhekontakt bilden, so ist es nötig, in die Kappe oder Scheibe 4 einen weiteren Kontaktstift, der mit einer gewissen Kontaktvorspannung an der Zunge 2 der Lamelle 1 anliegt, mit dem Gehäuse dicht zu befestigen. Dieser weitere Kontaktstift besteht nicht aus magnetischem Material, sondern der magnetische Kreis zur Betätigung des Kontaktes wird gebildet durch den Kontaktstift 6 und die Kontaktlamelle 1, da der Kontaktstift 6 aus magnetischem Material besteht und somit nicht nur gute Kontakteigenschaften an seiner kontaktgebenden Stirnseite aufweist. Alle kontaktgebenden Stellen können z. B. goldplatiert sein. Es ist aber auch denkbar, daß sie mit einem geeigneten Kontaktmaterial, z. B. Platin oder einer Platinlegierung, ausgerüstet sind.The in F i g. Contact unit shown in 3 forms a normally open contact. If you want to form a normally closed contact, it is necessary to tightly fasten a further contact pin in the cap or disc 4 , which rests against the tongue 2 of the lamella 1 with a certain contact bias, with the housing. This further contact pin is not made of magnetic material, but the magnetic circuit for actuating the contact is formed by the contact pin 6 and the contact lamella 1, since the contact pin 6 is made of magnetic material and thus not only has good contact properties on its contacting end face. All contacting bodies can e.g. B. be gold plated. But it is also conceivable that they with a suitable contact material, for. B. platinum or a platinum alloy are equipped.

Die Abmessungen einer nach der Erfindung hergestellten Kontaktanordnung sind sehr klein, und zur Betätigung werden 60 bzw. 30 Amperewindungen (Anzug bzw. Abfall) benötigt.The dimensions of a contact arrangement produced according to the invention are very small, and for 60 or 30 ampere turns (pick-up or drop-out) are required for actuation.

Die Größe der magnetischen Kräfte, die den Anzug und den Abfall bewirken, sind weitgehend vom Luftspalt zwischen den Kontaktstiften 6 und der Zunge 2 der Lamelle 1 und den Abmessungen der Zunge 2 abhängig. The magnitude of the magnetic forces that cause the attraction and the fall are largely dependent on the air gap between the contact pins 6 and the tongue 2 of the lamella 1 and the dimensions of the tongue 2.

F i g. 4 zeigt eine doppelseitige Kontaktanordnung 8 in einer Zusammenstellung zu einem kompletten Relais. Die Kontaktlamellel ist zwischen zwei Ab-Standsringen 9 aus Keramik oder Metall angeordnet, mit denen die Kontaktlamelle an allen Stellen dicht verbunden ist. Das Schutzgehäuse selbst ist auf den beiden offenen Seiten durch je eine Kappe oder Scheibe 4 aus keramischem Material dicht verschlossen. In jeder Kappe 4, und zwar in der Mitte derselben, ist ein Kontaktstift 6 angeordnet. Die Durchführungen der Stifte 6 sind in geeigneter Weise abgedichtet. Nach beiden Seiten des Kontaktgehäuses, und zwar in Richtung der Längsachse der Stifte 6, erstreckt sich ein weiterer abgeschlossener Raum, in dem je eine Spule untergebracht ist. Der Stift 6 bildet mit seinem außerhalb des Schutzgehäuses angeordneten Ende jeweils den Kern der Spulen 11. Das die Spulen und die Kontaktanordnung umgebende Gehäuse 10 kann aus magnetischen Gründen aus Weicheisen bestehen oder auch aus einer Keramik-Eisen-Verbindung. Die magnetische Ankopplung der in dem Gehäuse eingeschlossenen Kontakteinheit erfolgt über den Rand der ringsum um das Schutzgehäuse überstehenden Kontaktlamelle 1 und den an diesen Ansätzen anliegenden Gehäuseteil 10, der die Stifte 6 mittels eines großflächigen Übergangs unter Wahrung einer elektrischen Isolation auf beiden Seiten des Doppelrelais umgibt.F i g. 4 shows a double-sided contact arrangement 8 combined to form a complete relay. The contact lamella is arranged between two spacer rings 9 made of ceramic or metal, with which the contact lamella is tightly connected at all points. The protective housing itself is tightly closed on the two open sides by a cap or disk 4 made of ceramic material. A contact pin 6 is arranged in each cap 4, specifically in the middle thereof. The leadthroughs of the pins 6 are sealed in a suitable manner. On both sides of the contact housing, specifically in the direction of the longitudinal axis of the pins 6, another closed space extends in which a coil is accommodated. The pin 6 with its end arranged outside the protective housing forms the core of the coils 11. The housing 10 surrounding the coils and the contact arrangement can consist of soft iron for magnetic reasons or a ceramic-iron compound. The magnetic coupling of the contact unit enclosed in the housing takes place via the edge of the contact lamella 1 protruding all around the protective housing and the housing part 10 resting on these attachments, which surrounds the pins 6 by means of a large transition while maintaining electrical insulation on both sides of the double relay.

In der Anordnung nach F i g. 4 ist das bewegliche Kontaktglied in seiner Mittellage stabil angeordnet, und der Kontakt kann betätigt werden, wenn die eine oder die andere Spule 11 erregt wird.In the arrangement according to FIG. 4 , the movable contact member is stably arranged in its central position, and the contact can be operated when one or the other coil 11 is excited.

F i g. 5 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, die ein gepolstertes Relais darstellt. Die Kontaktanordnung ist in ihrer Grundanordnung die gleiche wie die in F i g. 4 gezeigte, aber eine der beiden das Schutzgehäuse abschließenden Scheiben besteht aus keramischem Magnetmaterial. Diese runde Scheibe 12 weist in ihrem Mittelpunkt den einen magnetischen Pol und an ihrem äußeren Umfang den anderen magnetischen Pol auf. Um den Keramikmagnet 12 mit den anderen Teilen der Kontaktanordnung zu einem Schutzgehäuse verbinden zu können, ist es nötig, seine Oberfläche zu glasieren. Der die Mitte der Scheibe 12 durchdringende und mit seinem kontaktgebenden Ende in das Schutzgehäuse hineinragende Stift 13 braucht nicht aus magnetischem Material angefertigt zu sein, da er kein wesentliches Glied in dem magnetischen Kreis darstellt. Die der Scheibe 12 gegenüberliegende öffnung des Schutzgehäuses wird durch eine Scheibe 4 abgedichtet, in deren Mittelöffnung ein Stift 6 angeordnet ist. Über diese Scheibe 4 und den aus dem Schutzgehäuse herausragenden Teil des Stiftes 6 ist ein weiterer napfförmiger Körper 10 gestülpt, der aus magnetisierbarem Material besteht und in seinem Inneren eine Spule 11 aufnimmt. Diese letztbeschriebene Anordnung ist in ihrem Aufbau identisch mit einer der beiden in F i g. 4 gezeigten Relaishälften. Durch diese Anordnung ergeben sich zwei getrennt voneinander wirksame Schutzgehäuse, wobei in dem einen Schutzgehäuse die Kontaktanordnung hermetisch verschlossen ist und in dem anderen Schutzgehäuse, das nicht unbedingt einen hermetischen Abschluß nach außen benötigt, die Erregerspulell untergebracht ist. Für einige Relaistypen ist es auch denkbar, daß man an Stelle der Keramikscheibe 4 in F i g. 5 eine weitere Keramikmagnetscheibe 12 setzt und eine Spulen- und Magnetkreisanordnung wählt, die gleich der in F i g. 4 gezeigten ist.F i g. 5 shows a further development of the invention, which is a padded relay. The basic arrangement of the contact arrangement is the same as that in FIG. 4 , but one of the two disks closing off the protective housing consists of ceramic magnetic material. This round disk 12 has one magnetic pole in its center and the other magnetic pole on its outer circumference. In order to be able to connect the ceramic magnet 12 to the other parts of the contact arrangement to form a protective housing, it is necessary to glaze its surface. The pin 13 penetrating the center of the disk 12 and protruding with its contact-making end into the protective housing need not be made of magnetic material, since it is not an essential link in the magnetic circuit. The opening of the protective housing opposite the disk 12 is sealed by a disk 4 , in the central opening of which a pin 6 is arranged. Over this disk 4 and the part of the pin 6 protruding from the protective housing, a further cup-shaped body 10 is placed, which consists of magnetizable material and receives a coil 11 in its interior. This last-described arrangement is identical in structure to one of the two in FIG. 4 relay halves shown. This arrangement results in two separate protective housings, the contact arrangement being hermetically sealed in one protective housing and the excitation coil being housed in the other protective housing, which does not necessarily require a hermetic seal to the outside. For some relay types it is also conceivable that instead of the ceramic disk 4 in FIG. 5 sets another ceramic magnetic disk 12 and selects a coil and magnetic circuit arrangement which is the same as that in FIG. 4 is shown.

Die beiden in F i g. 4 gezeigten Kappen 4 bestehen dann aus permanentmagnetischen Scheiben, z. B. aus Ferrit-Magnet-Material. Diese Anordnung ist vielseitig zu verwenden. Man kann damit Relais herstellen mit neutraler Ankerlage, mit einseitiger oder beidseitiger Ankerlage, d. h. Arbeitskontakte, Ruhekontakte oder Umschaltkontakte, und je nach Intensität des magnetischen Feldes der Scheibe 12 können mit dieser Ausführung auch Haftrelais hergestellt werden. Die Kontaktanordnung kann so gewählt werden, daß sie im Ruhezustand haftet und im Arbeitszustand die Haftwirkung aufgehoben wird. Wie bereits anfangs beschrieben, braucht die Form der Lamelle 1 nicht unbedingt rund ausgeführt zu sein. Ist sie z. B. viereckig ausgebildet, so ist es auch denkbar, innerhalbThe two in FIG. 4 shown caps 4 then consist of permanent magnetic disks, for. B. made of ferrite magnet material. This arrangement can be used in many ways. You can use it to produce relays with a neutral armature position, with one-sided or two-sided armature position, ie make contacts, break contacts or changeover contacts, and depending on the intensity of the magnetic field of the disc 12 , latching relays can also be made with this design. The contact arrangement can be chosen so that it adheres in the resting state and the adhesive effect is canceled in the working state. As already described at the beginning, the shape of the lamella 1 does not necessarily have to be round. Is she z. B. square, so it is also conceivable within

Claims

I 237 of a protective housing to arrange four independently working contact tongues 2 with their mating contacts 13, which are controlled by a common coil 11. The coil 11 is housed in a space of its own which, depending on the given conditions, can be dust-tight, tightly closed or hermetically sealed. The exemplary embodiments described are only shown in principle; it is also conceivable to lead out both the contact connections and the coil connections to one side, so that the relay can be designed to be pluggable. Fig. 6 shows an iron circle arrangement consisting of a U-shaped yoke. The legs of the U-shaped yoke are denoted by 15 and 17. A plurality of contact arrangements 14 are arranged between the legs 15 and 17 such that their pins 6 and 13 and their contact blades 1 protruding from the protective housing are magnetically coupled to the legs 15 or 17 while maintaining electrical insulation. The iron circuit is excited by a coil 16 which is arranged in the short central part between the legs 15 and 17. If a suitable magnetic material is selected for the individual parts of the magnetic circuit, the contact arrangement can be controlled by applying short pulses to the coil associated with the contact arrangement so that the magnetization state of the magnetic material of the relevant part of the contact arrangement is changed by the incoming pulses and thereby the contact tongue 2 of lamella 1 switches. Claims: 35

1. Relay with a contact arrangement hermetically sealed in a housing, in which both the contact arrangement and the excitation coil (s) are each housed in closed, magnetically coupled spaces, characterized in that the contact arrangement (z. B. 8) is composed from an annular contact lamella (1), in the interior of which a contact tongue (2) acting as an armature protrudes and the outer circumference of which has a soldering lug (3) , and mating contact pins (e.g. 6) made of ferromagnetic material, which are also the cores of the excitation coils (z. B. 11) represent, as well as a protective housing made of ceramic material, the

contact-making parts are connected to the housing parts so that the contact arrangement according to the assembly within the protective housing is hermetically sealed.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the parts of the protective housing (z. B. 4, 5 and 10) consist of ceramic material, which is used to guide the magnetic flux with magnetically conductive (z. B. part 10) or magnetizable Particle (e.g. Part 12) is penetrated.

3. Relay according to claim 1 and 2, characterized in that the protective housing with a oxide-free gas is filled.

4. Relay according to claim 1 to 3, characterized in that when using ceramic disks (z. B. 4) as a housing termination on the contact blade (1) intermediate rings (z. B. 9) are placed.

5. Relay according to claim 4, characterized in that the intermediate rings (z. B. 9) are made of ceramic or ferromagnetic material.

6. Relay according to Claim 1 to 3, characterized in that the contact strips are provided on their circumference lying between the ceramic parts with point-like beads (7) or with a continuous bead groove.

7. Relay according to claim 1 to 6, characterized in that one or both housing end parts are made of a ceramic magnet material and are polarized so that one pole is in the center and the other pole is on the outer edge of the housing end parts (z. B. 12) .

8. Relay according to Claim 1 to 7, characterized in that the ends of the contact pins protruding from the protective housing (e.g. 6) serve as cores for the coil (e.g. 11) and that these cores are inside the coil ( 11) are magnetically coupled to the housing parts (10) over a large area.

9. Relay according to claim 1 to 8, characterized in that several contact arrangements (z. B. 8 or 14) are combined within a U-shaped yoke with legs (15 and 17) and a coil (16) to form a multi-contact relay.

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 3,048,678, 2,912,539.

1 sheet of drawings